Planeta pe care trăim

Pământul reprezintă magnifica planetă care poartă omenirea în istorie, fiind cea mai densă din Sistemul Solar și cea mai mare dintre cele patru planete telurice. Are formă de geoid, iar dimensiunile sale au valorile următoare: raza ecuatorială = 6378 km, raza polară = 6356 km, suprafața = 510 milioane de kilometri pătrați.
Forma de geoid este dată de suprafața medie a Oceanului Planetar, neafectată de maree și prelungită pe sub continente, fiind aproximată printr-un elipsoid de rotație.
Circa 29,2 % din suprafața Pământului este reprezentată de continente și insule, iar restul de 70,8 % este acoperit de apă (oceane, mări, lacuri, râuri), care formează împreună hidrosfera.
Structura internă (endostructura) a Pământului a fost stabilită progresiv de diverși cercetători (E. Wiechert, D. R. Oldham, A. Mohorovičić, B. Gutenberg, I. Lehmann, E. K. Bullen, H. Jeffreys), fiind puse în evidență învelișurile de ordinul I (scoarță, manta, nucleu) și de ordinul II (A, B, C, D, E, F, G), precum și suprafețele de discontinuitate care le separă (Moho, Jeffreys, Repetti, Wiechert-Gutenberg, Lehmann, Oldham-Gutenberg).
Litosfera ((gr. lithos=piatră și sferă) este partea solidă care delimitează Terra, fiind formată din scoarță și o parte din mantaua superioară.
Începând cu Anul Geofizic Internațional, inaugurat la 1 iulie 1957, s-a conturat tectonica plăcilor (J. T. Wilson, D. P. McKenzie, J. W. Morgan), teorie care permite explicarea proceselor geodinamice ale litosferei.
După J. W. Morgan, litosfera este fragmentată în șase plăci majore (pacifică, africană, americană, eurasiatică, indo-australiană și antarctică), care sunt divizate la rândul lor în numeroase plăci mai mici.
Plăcile litosferice plutesc în echilibru izostatic pe învelișul vâscos al astenosferei, de-a lungul unor falii de transformare. Presiunile provocate de lave de-a lungul dorsalelor oceanice active, alături de curenții de convecție, provoacă deplasarea plăcilor tectonice, zonele de întâlnire a acestora fiind sediul unor intense procese vulcanice, seismice și tectonice. Există trei tipuri de contacte între plăcile tectonice, corespunzătoare mișcării convergente (de tip subducție), mișcării divergente (de tip expansiune) și alunecării paralele a două plăci vecine.
Prin coliziune s-au format munții Himalaia, Urali și Apalași, iar prin subducție (are loc pe plane Benioff înclinate cu 50° - 65° dinspre oceane spre continente) s-au produs procese geologice de mare amploare, ca de exemplu:
- compresiunea a dat naștere lanțurilor de munți cutați (de tip cordilieră);
- descărcarea tensiunilor acumulate a provocat seisme;
-invadarea fracturilor apărute cu magmă topită a declanșat erupții vulcanice distructive, dar și formarea de roci magmatice sau acumulări de minerale utile.
Gradienții termici pentru curenții de convecție sunt generați de diverse surse de căldură:
dezintegrarea unor elemente radioactive (uraniul, thoriul, radiul), reacții chimice exoterme ale materiei terestre, curenți induși în materia terestră, căldură rezultată prin compactare gravitațională, căldură remanentă corespunzătoare etapei de evoluție pregeologică a planetei.
Desigur, curenții de convecție sunt responsabili pentru deplasarea plăcilor tectonice, dar s-a neglijat rolul mareelor terestre și al forțelor centrifugale.
În cazul unui corp omogen de forma unui elipsoid, aflat în mișcare de rotație în jurul unei axe de simetrie, forțele gravitaționale și forțele centrifugale se află în echilibru stabil permanent, fiind simetrice față de centrul de masă.
Cutremurele de pământ, alături de vulcanism şi inundaţii, sunt cele mai mari catastrofe naturale care provoacă uriaşe pierderi materiale şi de vieţi omeneşti. În cartea sa “Chestiuni naturale” cunoscutul filosof Seneca menţionează: “Nici o primejdie nu este fără leac, de care să nu ne putem feri; trăsnetul n-a distrus niciodată popoare întregi; ciuma depopulează oraşele, dar nu le distruge... Dar catastrofa cutremurelor de pământ este cea mai întinsă, cea mai inevitabilă, cea mai neînduplecată, cea mai generală dintre toate primejdiile”.
Pe drumul confruntării de idei în descifrarea mecanismelor seismelor s-a trecut de la concepţii naive, bazate pe mituri si legende, la ipoteze îndrăzneţe despre deriva continentelor şi expansiunea fundului oceanelor, integrate apoi în teoria tectonicii globale.
În prezent, se consideră că litosfera ( învelişul solid, cu grosimi între 70 și 100 km) este divizată în plăci tectonice care plutesc pe un strat vâscos, numit astenosferă, pe care se deplasează lent sub acţiunea curenţilor de convecţie(generaţi cu precădere de gradienţii termici).
La contactul dintre plăcile tectonice pot să apară tensiuni mari care să provoace seisme, prin rupturi ale rocilor din zona focarului, energia eliberată fiind preluată de undele seismice de volum, primare (P, de tip longitudinal) şi secundare (S, de tip transversal).
Focarul unui cutremur mai este denumit şi hipocentru, iar proiecţia sa pe suprafaţa terestră se numeşte epicentru.
Când undele seismice ajung la suprafaţa Pământului, apar prin interferenţă undele de suprafaţă (L, cu lungime de undă mare), care provoacă cele mai mari prejudicii.
Tăria cutremurelor este indicator important, care se evaluează după valorile intensității şi magnitudinii. Pentru intensitate, cea mai cunoscută este scara Mercalli-modificată (scara MM), în care seismele sunt clasificate în 12 grade pe baza efectelor acestora asupra oamenilor, clădirilor şi solului.
Este meritul lui Charles Richter de a fi lansat în 1930 ideea unei scări de magnitudine logaritmică (Scara Richter), pentru a evalua cutremurele care aveau loc în sudul Californiei, folosind măsurătorile undelor de o frecvență relativ înaltă realizate de seismografele din apropiere. Aceasta scară este notată cu ML, litera L venind de la prescurtarea cuvântului "local".
În cursul timpului, a crescut numărul de seismografe instalate pe întreg globul, constatându-se că metoda de măsurare descoperită de Richter era valabilă doar pentru anumite frecvențe și numai până la o anumită distanță de epicentru.
Pentru a putea utiliza datele furnizate de mai multe seismografe, care sunt situate la diverse distanțe față de epicentru, au fost adoptate noi scări de magnitudine, derivate din scara originală a lui Richter (mb - body-wave magnitude, MS - surface-wave magnitude), fiecare dintre acestea fiind valabilă pentru anumite spectre de frecvență și tipuri de undă seismică. Mai mult, pentru a depăși limitările scărilor ML, mb și MS, a fost concepută o scară mult mai flexibilă, numită moment-magnitude și notată cu Mw, care permite evaluarea corectă a magnitudinii cutremurelor, indiferent de distanța la care se află seismograful de epicentru.
În concluzie, scara magnitudinii (scara ML), concepută într-o formă iniţială de Charles Richter, a fost perfecţionată ulterior de Beno Gutenberg și alți seismologi, pentru a elimina aprecierile subiective în evaluarea tăriei undelor seismice, mai precis, prin înregistrări de amplitudine cu seismometre standard.
Referitor la seismele din zona Vrancea, se știe că focarele sunt situate în două domenii de adâncime, mai precis, între 80 şi100 km, respectiv între 120 şi 160 km, cu mențiunea că procesul tectonic la adâncime apare ca decuplat de tectonica în crustă.
Ambele sectoare de activitate seismică se desfășoară într-un corp litosferic mai rece, în coborâre gravitaţională, orientat aproape vertical, succesiunea cutremurelor puternice din secolul al XX-lea fiind distribuite alternativ - seismele din 1977 (Mw 7,4) şi 1990 (Mw 6,9) au avut focarele în sectorul superior, iar evenimentele din 1940 (Mw 7,7) şi 1986 (Mw 7,1) în sectorul inferior.
Conform datelor furnizate de Institutul Național pentru Fizica Pământului, mecanismul cutremurelor vrâncene majore de adâncime intermediară (Mw > 7) se bazează pe falierea inversă, cu axa extensiilor (T) aproape verticală şi axa compresiilor (P) cvasi-orizontală, având două direcții aproximative ale planelor de falie, și anume:
- orientarea NE – SV şi înclinat spre NV, iar axa P perpendiculară pe Arcul Carpatic;
- orientarea NV – SE, iar axa P paralelă cu arcul muntos.
Pământul este un corp deformabil neomogen care se rotește în jurul unei axe principale centrale, caracterizată prin aceea că matricea tensorului de inerție este de tip matrice diagonală; forțele centrifugale nu mai sunt compensate local de forțele gravitaționale și tensiunile interne, având drept consecință deplasări ale plăcilor tectonice și modificarea momentului de inerție.
Este cunoscut că starea cea mai stabilă a unui corp aflat într-un câmp conservativ de forțe este starea de energie minimă, care, în cazul Pământului, este atinsă atunci când materia este distribuită simetric față de centrul de masă, valoarea densității crescând progresiv de la suprafață spre adâncime.
Viața pe Terra se află sub semnul Soarelui, care este sursa cosmică de energie primară, radiațiile solare putându-se transforma în diverse alte forme de energie terestră regenerabilă: fotochimică, fotoelectrică, termică sau mecanică, în particular în energie eoliană și hidraulică.
În procesul de fotosinteză din frunze, plantele utilizează radiația solară pentru obținerea hidraților de carbon (în special, glucoza), din dioxid de carbon și apă. Prin vasele liberiene, substanţele organice sintetizate în frunze ajung ca sevă elaborată la ţesuturile din întreaga plantă, unde sunt depozitate sau utilizate pentru creștere. Din monozaharidele inițiale se obțin apoi polizaharide (amidon, celuloză), acizi organici, lipide etc.
Planeta vieții are o mişcare de rotaţie în jurul axei proprii de 23 h 56 min 4 s (determină succesiunea zilelor şi a nopţilor), axa de rotație fiind înclinată cu 23,5° față de planul eliptic. Mișcarea de roțație a Pământului în jurul axei sale are următoarele consecințe importante: alternanța zilelor și nopților, modificarea temperaturii aerului de la zi la noapte, apariția forței Coriolis care deviază corpurile aflate în mișcare (spre dreapta în emisfera nordică, respectiv spre stânga în emisfera sudică), variația orei pe glob pentru cele 24 de fuse orare, din 15° în 15°, începând cu meridianul Greenwich.
Interacțiunea gravitațională dintre Pământ cu Soarele și Luna asigură traiectoria aproape eliptică, distribuția anuală a luminii, generează mareele și încetinește treptat rotația acestuia.
Mișcarea de revoluție se realizează în 365 de zile, 6h 9min 9s și are drept consecinţe: încălzirea inegală a suprafeței terestre, formarea anotimpurilor, inegalitatea zilelor și a nopților în cursul unui an, formarea echinocțiilor și a solstițiilor. Viteza medie a deplasării Pământului pe orbită este de 29,7 km/s, distanța medie față de Soare este de 149 milioane km, apropiindu-se la afeliu (147 milioane km) și îndepărtându-se la periheliu (152 milioane km).
Orbita Pământului se situează în zona favorabilă vieții a Sistemului Solar, radiația solară permițând temperaturi la care apa se află în stare lichidă.
Cea mai importantă consecință a mișcării de revoluție este formarea anotimpurilor, solstițiile și echinocțiile fiind determinate de poziția Pământului pe orbită:
• solstițiul de iarnă (emisfera nordică: 21 decembrie; emisfera sudică: 21 iunie);
• echinocțiul de primăvară (emisfera nordică: 21 martie; emisfera sudică: 21 septembrie);
• solstițiul de vară (emisfera nordică: 21 iunie; emisfera sudică: 21 decembrie);
• echinocțiul de toamnă (emisfera nordică: 23 septembrie; emisfera sudică: 21 martie). Înclinarea axei de rotație a Pământului cu 23 ° 26 ' față de planul orbitei face ca repartiția radiației pe suprafața terestră să se modifice permanent – la echinocții ziua este egală cu noaptea, ziua cea mai lungă fiind la solstițiul de vară, iar noaptea cea mai lungă corespunde solstițiului de iarnă.
Deocamdată ştim că miracolul uman a apărut pe Terra, leagănul şi matricea în care a evoluat viaţa, dar şi alte planete pot să asigure condiţii pentru existenţa organismelor vii, de la cele mai simple până la fiinţe inteligente. Se aşteaptă ca într-un viitor apropiat, exobiologia (ramură a biologiei care studiază prezenţa şi particularităţile formelor de viaţă în cosmos), să dea o nouă viziune despre rolul şi statutul omului în univers.
S-a constatat că, nu numai Soarele, ci şi alte stele(ex. 61 Lebăda) au planete care se rotesc în jurul lor sub acţiunea forţei gravitaţionale de atracţie , astfel încât se poate considera că formarea sistemelor planetare constituie mai degrabă o regulă, decât o excepţie în Univers.
O etapă importantă în căutarea vieții din Univers constă în descoperirea sistemelor planetare extrasolare din Galaxia noastră.
Cei interesați de conținutul integral al lucrării “Planeta pe care trăim” pot accesa
https://www.academia.edu/114686881/Planeta_pe_care_traim

Surse de informare
1. Ion Bunget, Compendiu de fizică, Ed. Științifică și Enciclopedică, Bucureşti, 1988
2. Ștefan Airinei, Pământul ca planetă, Editura Albatros, București, 1982
3. Vasile Tudor, Alma Lux, Editura Agora, Călărași, 2001
4. Vasile Ureche, Universul, Editura Dacia, Cluj-Napoca,1987